Question

Q、X、Y、Z、W五种元素的原子序数依次递增，W为第四周期元素，其余均为短周期主族元素。已知：

①Q原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍；

②Y、Z同主族，Y原子价电子排布图为

③W元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子。

请回答下列问题：

(1)W的元素名称为________，其基态原子的电子排布式为_________。

(2)具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子具有相同的结构特征，这一原理称为“等电子原理”，五种元素中电负性最强的非金属元素形成的一种单质A与Y、Z形成的化合物B是等电子体物质，A、B分子式分别为____________、____________。

(3)Q、X、Y三种元素的第一电离能最大的是_______(填元素符号)。

Answer

铜元素 1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1) O3 SO2 N

【解析】

Q、X、Y、Z、W五种元素的原子序数依次递增，W为第四周期元素，其余均为短周期主族元素，Q原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍，则Q的电子层结构为2,4，Q为C元素；Y原子价电子排布图为，则Y为O元素，Y、Z同主族，则Z为S元素；X位于C和O之间，则X为N元素；W元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，则其核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1，为Cu元素。

(1)根据分析可知W为铜元素，基态铜原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)；

(2)非金属性越强，电负性越强，五种元素中非金属性最强的是O元素，所以O元素的电负性最强，O元素可以形成单质O2和O3，O元素和S元素可以形成化合物SO2和SO3，其中O3和SO2为等电子体，所以A为O3，B为SO2；

(3)Q、X、Y分别为C、N、O，三种元素位于同一周期，同周期自左至右第一电离能呈增大的趋势，虽然O比N位置靠右，但N原子最高能级电子为半满状态，更稳定，所以其第一电离能大于O，所以三种元素中第一电离能最大的是N。